Aproveitar bateria usada em autoconsumo

[rnlcarlov]

Ando numas divagações filosóficas, e surgiu-me esta dúvida.
Tendo uma pessoa um sistema de autoconsumo grid-tie (com aqueles microinversores de 250W de ligar a uma tomada), é possível acrescentar umas baterias de LiFePO4 de 1kWh ao sistema para armazenar alguma energia?

Sei que para aproveitar energia de uma bateria é necessário um controlador de carga e um inversor para injectar a energia da rede. Um controlador de carga para ser usado com LiFePO4 é necessariamente muito diferente de um para chumbo?
Que tipo de inversores são necessários?
Obviamente que sendo um pack pequeno não seria para usar grandes potências. Para aí coisa de 250-300W, o que corresponderia a uns 0.3C de descarga.

[jmlflorencio]

Vou seguir este tópico

[Quintas2]

Como isto é um assunto que me interessou, vou tentar provocar reações para discussão, com o pouco que penso saber.

Começando pelo princípio, há duas hipóteses de armazenar a energia em baterias:

1) Utilizar a corrente AC que sai dos micros e carregar baterias, para a noite, por exemplo.
Na prática penso que será como ter uma UPS. Nesta hipótese, o ideal será usar a DC armazenada diretamente em circuitos DC (iluminação, por ex.), para evitar nova conversão de DC para AC, com mais equipamento, perdas no rendimento global e custos.

Passar de DC das baterias para AC, à noite, obrigava a ter novo inversor ou usar o mesmo microinversor, por um processo qualquer de comutação, tornando nessa altura o sistema como off-grid.

Usar o próprio microinversor que produziu a AC originalmente poderá ser uma hipótese, já testada no tópico Microinversor INVOLAR MAC250A (vista em detalhe) https://www.novaenergia.net/forum/viewt ... 40#p248609. Mas para isso seria preciso "enganar" o microinversor com uma falsa presença de rede para ele arrancar e isolarmo-nos da rede.

Depois, haveria considerações de dar preferência à utilização de toda a corrente AC necessária na casa, sem injetar na rede e antes de carregar as baterias. Só o excesso iria para baterias, para reduzir perdas. Outras considerações seriam o carregamento adequado das baterias e a sua proteção.

2) A segunda hipótese seria "picar" (penso ser este o termo) os cabos DC vindos dos painéis antes da entrada no microinversor, para carregar as baterias. Também aqui haveria considerações de preferência para consumo AC ou carga de baterias.

Este é o meu raciocínio, com o pouco que sei. Para isso, deve valer mais ir para inversores híbridos e não micros, ou esperar pelos desenvolvimentos dos microinversores com baterias, de que já se fala.

Este artigo (http://www.solarquotes.com.au/blog/micr ... ompatible/) explora isso, mas penso que se conclui serem necessários esquemas de controlo e regulação sofisticados, riscos em termos de segurança- pelos comentários ao artigo, pelo que deve ser para esquecer, até em termos de custos.
O comentário do John Nielsen, de 24março2015, parece esclarecedor, mas para inversores híbridos. Viabilidade poderá haver, mas o melhor será esperar.

Este aparelho (da OutbackPower) parece fazer o trabalho necessário:

As esfecificações estão aui: http://www.outbackpower.com/downloads/d ... csheet.pdf
e uma explicação detalhada de tudo o que envolve, em termos de funcionamento e segurança, está aqui: http://www.outbackpower.com/downloads/d ... cc_new.pdf

O seu preço é de USD1000 - parece pouco para um caixote tão grande, mas não sei se precisa de mais alguma coisa. Já começa a ser muita areia para a minha camioneta.

[rnlcarlov]

Pelo que tenho andado a ler realmente é complicado. Também já vi isso do AC coupling, e sei que micro inversores da enphase são compatíveis com alguns inversores para baterias, como uns xantrex. Mas para baterias pequenas não deve compensar.

[Quintas2]

Parece que de propósito, mais uma ajuda neste artigo de hoje: http://www.solarquotes.com.au/blog/trut ... r-systems/.

Atenção ao SunnyBoy para ligar a baterias, mas de lítio.

[rnlcarlov]

Ok, então não é estritamente necessário que o inversor das baterias comunique com o dos painéis.
Esse Suunyboy tem ar de vir a ser (parece que ainda não está disponível) caro demais para uma bateria pequena. Parece que o selling point dele é poder funcionar com a Tesla Powerwall.

Em relação ao Enphase AC battery, o sistema já vem com uma bateria de 1.2kWh de LiFePO4. Tendo já as baterias não interessa muito. Se fosse possível usar o inversor contido nesse pack no pack usado já era mais interessante. O inversor era o S275. Infelizmente trabalha a 240V, o que quer dizer que só se pode usar uma bateria usada se tiver essa voltagem.

[g_card]

penso que a maneira mais fiável é substituir o inversor atual por um inversor híbrido.

[rnlcarlov]

Sim, calculo de que seja mais fiável. Mas dado o preço dos inversores híbridos não parece compensar o investimento a não ser que se tenha umas boas baterias.

Se calhar mas vale um sistema mais "burro" com um carregador e um inversor com tomada shucko. Não dá para a casa toda, mas sim para uns equipamentos que se usam habitualmente com consumo +/- constante, tipo TV+consola de jogos ou computador desktop.

[ztxnew]

Boas,
Retomo este assunto, já que tenho algumas duvidas e gostaria de melhorar o meu sistema.
Eu tenho dois sistemas em casa. Um sistema com dois painéis de 175W - 18V, que tem o inversor a injetar diretamente, o outro tem quatro painéis iguais e em paralelo que vão a um carregador "aparentemente inteligente", que carrega baterias de dia.
Tenho um conjunto AGM com 390Ah de capacidade, que penso alterar um destes dias para GEL.
Carrego as baterias a 12V, e por um sistema de relógio, injeta com um inversor durante algumas horas da tarde/noite energia em casa. A entrada no inversor faz-se a 24V, coma ajuda de um contactor que transforma os dois conjuntos de baterias em paralelo numa unidade serie de 24V. Assim reduzo a corrente e ganho mais eficiência no inversor por menor perda por efeito de Joule.
Para simplificar a explicação, tenho um inversor de 350W ao qual engenhei um sistema de arrefecimento extra que faz com que aguente horas seguidas a trabalhar a topo! Este mesmo inversor quando não debita para casa tem ligado a um dos contactos uma entrada de um outro painel que tenho com uma orientação diferente, já que é mais eficiente de Inverno!
O meu problema tem a ver com a eficiência. Na verdade o carregador não é MPPT e baixa-me a tensão de 18,3V para 13,8V, com que carrega as baterias, mas como é sabido mantem a corrente, logo perde-se cerca de 20% da produção destes painéis.

Eu tenho ideia de uma solução fácil! Aumento a tensão das baterias somando elementos de 2V e passo a ter uma bateria de 16v em vez dos 12V, logo a perda no carregador diminui. A minha duvida é se o carregador se adapta a estas tensões, já que pelo que entendo eles vem preparados para trabalhar automaticamente com 12 ou 24V.
A outra solução seria comprar um novo carregador MPPT!

Procurando pelo mercado fácil (ebay), quase tudo o que vejo tem ar de ser "fake"! Alguns estão mesmo no youtube abertos e vê-se que o são!!!

Duas questões:
1 - Alguém já testou usar um carregador 12/24V com uma tensão de p.e. 16V? Eu tenho facilidade em fazer uma bateria com essa tensão, por aglomeração de elementos de 2V, mas não o queria fazer sem certeza!
2 - Em carregadores MPPT conhecem algum que seja eficiente e fiável para 12/24V - 40 a 60A?

Agradeço desde já e penso que este tema tem "pernas para andar", afinal todos temos no autoconsumo um inicio de injeção direta, mas rapidamente nos damos conta eu poderíamos fazer algo para armazenar energia para a noite!
Obrigado desde já.

[CrOhN]

Não inventes baterias. restringe-te ao que existe! Não ganhas nada com isso e arranjas complicações. Os paineis de 18V estão perfeitos para as baterias de 12V. Para essas voltagens, não ganhas quase nada em usar um MPPT.

[ztxnew]

Não inventes baterias. restringe-te ao que existe! Não ganhas nada com isso e arranjas complicações. Os paineis de 18V estão perfeitos para as baterias de 12V. Para essas voltagens, não ganhas quase nada em usar um MPPT.

Obrigado CrOhN
Eu estive a testar e na carga perco 20% comparativamente com os painéis que tenho diretamente no inversor. Ou seja obtenho a mesma amperagem de saída, mas a voltagem cai 20% sem que a corrente aumente (por não ser MPPT).
A minha ideia seria aumentar por exemplo um elemento á bateria, e em vez de carregar a 13,8V, carregaria a 16,1V, o que está mais perto da voltagem do painel e evitaria parte as perdas do carregador.
Eu sei que a função carga/descarga tem sempre acumulação de perdas e nunca pode ter o mesmo rendimento que a injeção direta, mas era apenas uma hipótese de melhora.

Quanto ás baterias, felizmente para mim não são problema! Eu posso acrescentar elementos de 2V aos blocos solares ou até ter um conjunto só para este teste com 7 elementos.

O que seguramente vou fazer é aumentar a capacidade de armazenamento. Assim evito descargas profundas e ter de voltar a carregar a partir de tensões baixas, com as consequentes perdas acrescidas.

Mas não lhe parece que o raciocínio de ter a tensão das baterias mais perto da tensão dos painéis, pode mitigar parte das perdas?
Obrigado mais uma vez.

[CrOhN]

Já mediste a tensão do painel quando está a carregar? Os 18V em MPPT nunca são 18V. Os meus paineis de 30V MPPT raramente andam nos 30V (só estando temperaturas baixas). 25 a 28V é a tensão mais comum. Extrapolando para os teus, lá vai para os 12-14V. Portanto, continuo na minha. Não compensa estares a usar carregador MPPT com essas tensões. Aliás, quando as baterias começam a ficar carregadas, o MPPT pouco faz.

Podes ver as tensões de entrada no meu controlador MPPT aqui: http://crasto.dyndns.org/ A tensão de entrada ( PV Input Voltage (V)) refere-se a 3 paineis em série.

O que poderia compensar no teu caso era se usasses paineis em série. Aí o MPPT converteria a tensão para corrente da melhor maneira possível. Mas a vantagem seria só o poderes usar cabos com menos secção na parte solar.

[ztxnew]

Já mediste a tensão do painel quando está a carregar? Os 18V em MPPT nunca são 18V. Os meus paineis de 30V MPPT raramente andam nos 30V (só estando temperaturas baixas). 25 a 28V é a tensão mais comum. Extrapolando para os teus, lá vai para os 12-14V. Portanto, continuo na minha. Não compensa estares a usar carregador MPPT com essas tensões. Aliás, quando as baterias começam a ficar carregadas, o MPPT pouco faz.

Podes ver as tensões de entrada no meu controlador MPPT aqui: http://crasto.dyndns.org/ A tensão de entrada ( PV Input Voltage (V)) refere-se a 3 paineis em série.

O que poderia compensar no teu caso era se usasses paineis em série. Aí o MPPT converteria a tensão para corrente da melhor maneira possível. Mas a vantagem seria só o poderes usar cabos com menos secção na parte solar.

Obrigado pela resposta.
Medi a tensão ontem em condições iguais.
2 painéis ligados ao inversor de 175W cada painel em paralelo - tensão de entrada 18,3V (enganei-me a descrever e estes painéis são de 23,5V de Vmax e não 18V), 5,1A por painel. Medi nos dois juntos 10,2A. (93W painel)
4 painéis ligados ao carregador com os mesmos 175W cada painel, todos em paralelo - tensão de entrada no controlador de carga de 13,8V, corrente de entrada 20,8A para o conjunto, ou seja 5,2 A por painel. (71,7W painel), o que corresponde a uma perda superior a 20% em relação aos que estão ligados ao inversor.

Estes valores foram medidos em condições iguais dos painéis, embora fossem 17:30h da tarde.
Por isso penso que se tiver uma bateria cuja tensão esteja mais perto da tensão dos painéis tenho menor perda. Especialmente agora que o tempo vai refrescar e as Vamx vão subir.
A minha única duvida é se um carregador que apenas diz que funciona automático em 12 e 24V aceita uma tensão intermedia!

[ztxnew]

Aproveitei ter de passar em casa pela hora de almoço e confirmei valores.
Com o calor a topo, os painéis para o grid debitam a 17V enquanto que as baterias carregam a 14V
Por curiosidade lavei os painéis com água corrente durante alguns segundos e obtive uma subida de 30 W, só arrefecendo os painéis. São cerca de 20% de melhora na produção! incrível o efeito do calor..

[Emanuel Couto]

Aproveitei ter de passar em casa pela hora de almoço e confirmei valores.
Com o calor a topo, os painéis para o grid debitam a 17V enquanto que as baterias carregam a 14V
Por curiosidade lavei os painéis com água corrente durante alguns segundos e obtive uma subida de 30 W, só arrefecendo os painéis. São cerca de 20% de melhora na produção! incrível o efeito do calor..

Sem dúvida com o calor a eficiência desce bastante... mas à que ter cuidado com a diferença de temperatura nos painéis...